计算机网络中的数据通信交换技术

摘 要：数据通信是一种信息的传输通道,是利用计算机和网络技术来实现的,其中交换技术起着不可替代的作用.随着计算机技术的广泛应用,数据通信技术发展迅速,实现了计算机与计算机之间的信息传递,交换技术也因此而得到发展.

关 键 词：数据通信；计算机网络；交换方式；使用范围

所谓交换就是指转接,是计算机网络中数据通信的关键技术.交换是指按照某种方式对传输线路的资源进行分配,交换技术主要包含了报文的交换、分组的交换、线路的交换等几个方面.目前的宽带数据通信网出现了两种不同的技术,即IP与ATM,IP的网络核心节点为太位路电器；ATM的网络核心节点为ATM交换机,其目的为了实现信元的高速交换.

一、目前数据通信的几种交换方式

1、电路交换：能为任意一个入网的用户提供一条临时使用的物理信道,这种方式被称为电路交换,是由通路的各节点内部早空间上完成的信道接续而形成.这条物理信道始终被用于信息的传输,因此不允许被用于其他的计算机.

2、分组交换：分组交换,同时也被称作为包交换.它的主要作用是将用户发来的数据分割成相同长度的数据包,因此被称为打包或者分组.分组交换是指在每个数据包前面加一个分组头,作为将发往何处的地址标志,然后分组交换机会根据不同的地址标志对其转发到目的地.

3、报文交换：报文交换,同时也被称为信息交换方式.报文交换是将用户之间不直接存在的信息进行接收以及发送的特殊物理信道.同时还将用户正在进行交换的报文进行存储,当输出电路出现空闲的情况时,再将报文发送到需要接收的交换机.

二、使用范围

在数据通信过程中,电路交换一般会在公用网、电报网、数据网（电路交换）通信网中使用.前两种是传统的通信方式,后一种与公用网的通信方式相似,但是需要使用二线或者四线与用户进行连接,通常在数据交换速度较快的通信中使用.由于电路交换具有较强的实时性,同时其成本低,延迟小,但是对线路使用的效率低.所以适用于进行接续后,实施较长报文的传输.由于报文交换具有较大的延时性,同时对空间的占用量较大,所以适用于不同终端、协议、速度的数据通信或者是一对多形式的存储转发.而分组交换具有电路、报文交换的优点,其传输的速度快、质量高,并且成本低,但是其没有较高的实时性,存储量小.所以适合用在对话式的通信（图文存取、邮件传递、数据库检索等）过程中.

三、分类

(一)DDN

1.DDN的工作方式：DDN作为高质量、高宽带的数字数据通信网,数字信道为信息传输的主要信道,因此不具有交换的功能.用户的数据信息应该根据之前约定好的协议,采用同步转移的模式对数字进行分复用的技术,所以必须在固定的时间内对通信宽带和速率传输进行事先设定.

2.DDN提供的业务：DDN网作为全透明的网络,因此可以为分组交换网和互联网提供中继电路；不仅可以对一点对提供多量的业务；同时还可提供图像、G3传真以及语音和智能等多种业务来满足用户的要求.

(二)FR

1.FR的工作方式：FR的主要任务是将在原来的交换基础上进行分组交换做出相对简化数据传输新技术.它在OSI第二层主要采用简化的方式进行数据的传送和交换.因为FR仅完成OSI的物理层与核心层的功能,将控制流量以及纠错等任务留给终端来完成,因此不仅使节点机之间的协议简化,同时还提高了传送的效率.

2.FR的特点：1）传输效率高.2）产生的费用低.3）兼容性好以及组网的功能性强.4）网络资源的使用率高.

3.FR提供的业务：FR主要使用的面向连接交换技术,虽然能够提供需要交换的PVC和SVC,但目前只能采用交换虚电路的方式.

(三)IP

1.IP的工作方式：IP交换是一种高效的IPoverATM技术,同时也被称为三层交换技术.简单来讲,三层交换技术即“二层交换技术加上路由转发技术.”IP只对数据流中的第一个数据包进行路由地址的处理,由路由转发,继而按照已经计算好的路由在ATM网建立虚电路VC.这样的处理方式使数据包在今后不用经过路由器,可以直接沿着VC的方式进行传输,提高传输的效率.

2.IP的交换的特点：1）因为彼此之间不存在连接建立时延,因此IP在进行交换的时候不需要事先建立通信线路,可以随时将信息发送出去.2）通信的双方可以不使用固定的通信线路,因此,提高了对通信线路的使用率.

3.IP提供的业务：适合多种业务的环境,目前主要使用于宽带以及IP骨干的传输.

(四)X.25

1.X.25的工作方式：X.25的交换方式主要体现在传统储存转发方式的基础上,进而发展的一种新型交换方式.X.25的主要工作是将用户发送的数据进行分割,每个分割后的分组都有一个分组头,而分组头的主要目的是为了指明将要发往的地址,最后按照地址的排列顺序挨个进行交换网的发送.

2.X.25的特点：因为X.25的交换动态主要为分配线路资源和传输的效率高,因此能为不同种类的终端提供互通的便捷.其具体内容如下：1）交织传输.2）统计时分可复用：采用动态的方式对线路资源进行分配.3）逻辑信道：在分组的交换方式中,每条逻辑信道在一次呼叫过程中都有相应的逻辑信道号.因此被用于用户的区分.4）虚电路：虚电路是根据报文的需要,以及占用多个时隙相应的缓冲空间而来的,因此,进行呼叫时不需要建立固定的物理通道.5）分组多路的通信：因为每个分组都有控制信息,所以分组型的终端可以做到与多个用户终端同时通信.

3.X.25提供的业务：分组交换可以提供永久虚电路,同时还能开发以及提供增值的数据业务.

(五)ATM

1.ATM的工作方式：ATM的转移模式是立于电路交换和分组交换的基础上,主要目的是将数据分解成固定长度53B的信息,目前将这样的分组叫做信元.而ATM主要以信元为单位进行复接、交换等工作.复用的时候只要具备信元就可以进行信息的发送工作.

2.ATM的特点：1）不仅可以建立虚电路来进行数据的传输,同时支持无连接的业务.2）因为采用的数据包属于固定长度的模式,因此有利于宽带的交换.3）采用异步术同时能够采用服用技术.4）ATM技术使其协议以及网络功能得到简化.

3.ATM提供的业务：ATM常用于局域网互联、互联网以及虚拟局域网,还可用于电视领域.其主要优点在使用的过程中可以提高速度.

四、协议

网络协议是指计算机之间所使用的交流语言,同时协议包括面向字符、字节计算、比特的协议.而TCP/IP协议是最为常用的网络协议,适用于不需要使用路由进行选择的网络（小型）,以及由多个LAN组成的网络（大型）.此协议所具有的特点：体系结构具有开放性,且易于管理.同时TCP/IP协议是一种较为标准的协议,其包括传输控制协议（TCP）与因特网协议（IP）,其中TCP协议是数据在应用程序中传送时应用,而IP协议是数据在程序与主机间进行传输时应用.并且由于TCP/IP协议具有较强的跨平台性,所以已成为了一种标准协议.

五、结束语

随着社会的发展,人们更加期待得到一个可以获取丰富信息,相互沟通的理想通信环境,希望能在任何时间、任何环境下都能方便的使用.而目前,上述中的几种数据交换方式,可以满足人们对通信的需求,对广大的用户来说,不管从使用效率还是经济方面来看,都是目前最好的选择.